人教高中化学热点强化练16　化工流程中的生产条件的选择和Ksp的应用.doc

热点强化练16　化工流程中的生产条件的选择和Ksp的应用
1．(2020·安徽马鞍山高三三模)工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素的氧化物)进行烟气脱硫，并制备MnSO4和Mg(OH)2的工艺流程如下图所示。
(1)“沉锰”过程中pH和温度对Mn2＋和Mg2＋沉淀率的影响如下图所示。
①由图可知，“沉锰”的合适条件是___________________________________。
②当温度高于45 ℃时，Mn2＋沉淀率减小的原因是__________________________
_____________________________________________________________________(2)“沉镁”中MgSO4溶液的浓度为0.03 mol·L－1，加入某浓度氨水至溶液体积增加1倍时，恰好使Mg2＋完全沉淀即溶液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时溶液中NH3·H2O的物质的量浓度为________mol·L－1(计算结果保留2位小数。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝4.9×10－12，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5)。
答案　(1)①45 ℃、pH＝7.5　②随着温度升高，NH4HCO3分解(或NH3·H2O分解挥发)　(2)1.17
解析　软锰矿的主要成分是MnO2，还含有Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素，均以氧化物的形式存在，SiO2、MnO2与硫酸不反应，硫酸酸化的软锰矿浆中含有Fe2＋、Al3＋、Mg2＋、Zn2＋、Ni2＋和SiO2、MnO2，通入含有SO2的烟气二氧化硫与软锰矿浆中的MnO
2作用生成Mn2＋和SO，过滤后形成含有Mn2＋、Fe2＋、Al3＋、Mg2＋、Zn2＋、Ni2＋、SO等的浸出液，二氧化硅不反应经过滤成为滤渣1，向浸出液中加入MnO2，将浸出液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，加入氨水，调节pH值，使Fe3＋、Al3＋形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，再向浸出液中加入硫化铵把Zn2＋、Ni2＋转化为NiS和ZnS沉淀除去，过滤后得到的滤渣2为NiS和ZnS，向过滤后的滤液中加入氨水和碳酸氢铵，得到碳酸锰和含有Mg2＋的溶液，向碳酸锰中加入硫酸得到硫酸锰，向含有Mg2＋的溶液通入氨气，得到氢氧化镁。(1)①由图可知，“沉锰”的合适条件是：温度控制在45 ℃左右，pH＝7.5左右锰离子的沉淀率最高；②当温度高于45 ℃时，Mn2＋和Mg2＋沉淀率变化的原因是：沉锰是要加入碳酸氢铵，铵盐受热易分解，当温度高于45 ℃时，随着温度升高，NH4HCO3分解(或NH3·H2O分解挥发)，c(CO)下降，所以Mn2＋沉淀率下降；(2)“沉镁”中MgSO4溶液的浓度为0.03 mol·L－1，加入某浓度氨水至溶液体积增加1倍时，MgSO4溶液的浓度减半为0.015 mol·L－1，恰好使Mg2＋完全沉淀即溶液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×c2(OH－)＝4.9×10－12，c2(OH－)＝＝＝4.9×10－7，c(OH－)＝7×10－4 mol·L－1，NH3通入0.015 mol·L－1 MgSO4溶